РОЗМНОЖЕННЯ ТА ЙОГО ЗНАЧЕННЯ. ФОРМИ РОЗМНОЖЕННЯ ТВАРИН

ТЕМА 2 ПРОЦЕСИ ЖИТТЄДІЯЛЬНОСТІ ТВАРИН

&40. РОЗМНОЖЕННЯ ТА ЙОГО ЗНАЧЕННЯ. ФОРМИ РОЗМНОЖЕННЯ ТВАРИН

Пригадайте, як розмножуються одноклітинні твариноподібні організми. Що таке плацента? Які її функції?

Здатність організмів до відтворення собі подібних – одна з властивостей життя. Завдяки розмноженню забезпечуються неперервність і спадковість життя: батьки передають нащадкам у спадок свої ознаки. Основні форми розмноження у тварин – нестатеве та статеве.

ЯКІ Є ТИПИ НЕСТАТЕВОГО РОЗМНОЖЕННЯ ТВАРИН?

Нестатеве розмноження

найбільш поширене в одноклітинних твариноподібних організмів. Пригадайте, амеба протей розмножується поділом клітини навпіл. У багатоклітинних організмів за нестатевого розмноження від материнського організму відокремлюються групи нестатевих клітин. Такий тип нестатевого розмноження ще називають вегетативним (порівняйте з вегетативним розмноженням рослин).

Мал. 233. Брунькування: 1 – гідра; 2 – колонія коралових поліпів

Способи вегетативного размножения багатоклітинних тварин різні. Поширеним способом вегетативного розмноження тварин є брунькування,

під час якого від материнського організму відокремлюється один або кілька багатоклітинних утворів – бруньок, що згодом розвиваються в самостійні організми (поліпи кишковопорожнинних, деякі кільчасті черви) (мал. 233, 1). Коли ж бруньки залишаються зв’язаними з материнським організмом, утворюються так звані колонії тварини (наприклад, коралові поліпи) (мал. 233. 2).

Трапляється й інший спосіб вегетативного розмноження – фрагментація. Наприклад, від тіла може відокремитися один або кілька фрагментів, з яких потім відновлюються цілісні організми. Так, морська зірка в разі нападу хижака відкидає одіта зі своїх променів. З нього потім завдяки регенерації відновлюється цілісний організм (мал. 231, 1). Багатощетинковий черв – додекацерія – також може розпадатись на окремі сегменти. Кожен з них згодом відрощує по чотири дочірні особини (мал. 231, 2).

Отже, вегетативне розмноження притаманне тим тваринам, у яких добре виражена здатність до регенерації.

ЩО ТАКЕ РЕГЕНЕРАЦІЯ?

Як ви пам’ятаєте, регенерація – процес відновлення організмом втрачених або ушкоджених частин, а також відтворення цілісного організму з певної його частини. Завдяки процесам регенерації в організмі постійно замінюються клітини й тканини, термін функціонування яких вичерпаний (залозисті клітини кишкового епітелію, клітини крові тощо). У деяких безхребетних тварин можлива регенерація цілісного організму з незначної його частини. Пригадайте, у губок, у яких немає диференційованих тканин, описано випадки, коли цілісний організм відновлювався з розтертої клітинної маси. У гідри особина може відновлюватись зі своєї 1/200 частини. Відновлювати цілісні органи здатні війчасті, багатощетинкові та малощетинкові черви, деякі ракоподібні (наприклад, краби), голкошкірі. Серед хордових тварин регенерацію цілісних органів спостерігають у хвостатих земноводних (регенерація кінцівок, хвоста, очей, деяких внутрішніх органів), ящірок (відновлення відкинутої частини хвоста) (мал. 235).

Мал. 234. Способи вегетативного розмноження: морської зірки (1) та кільчастого черва додекацерії (2)

Мал. 235. Приклад регенерації у тварин: хвіст ящірки, що відростає

З підвищенням рівня організації тварин здатність до регенерації зменшується. Так, у птахів і ссавців (і людини, зокрема) регенерація проявляється у загоєнні ран, зростанні кісток, поновленні клітин і тканин. Процеси регенерації відбуваються під контролем гормонів, нейрогормонів, а також нервової системи.

У ЧОМУ ПОЛЯГАЄ БІОЛОГІЧНЕ ЗНАЧЕННЯ НЕСТАТЕВОГО РОЗМНОЖЕННЯ?

У видів тварин, здатних також до статевого розмноження, нестатевим способом можуть розмножуватись особини, які з певних причин опинилися ізольованими від інших. Види з коротким терміном життя завдяки нестатевому розмноженню за незначний проміжок часу можуть значно збільшувати свою чисельність. У результаті нестатевого розмноження дочірні особини за набором спадкової інформації є точними копіями батьків.

ЯКІ ОСОБЛИВОСТІ СТАТЕВОГО РОЗМНОЖЕННЯ ТВАРИН?

Статеве розмноження у багатоклітинних тварин – це поєднання спадкового матеріалу двох різних статевих клітин (або гамет): чоловічої та жіночої. Чоловічі гамети називають сперматозоїдами, або сперміями, а жіночі – яйцеклітинами.

У багатоклітинних тварин яйцеклітина більша за сперматозоїд і нерухома, оскільки має запас поживних речовин, необхідних для розвитку зародка. Яйцеклітини можуть бути оточені кількома різними оболонками (мал. 236, 1). Яйцеклітину, оточену зовнішніми оболонками, називають яйцем. Сперматозоїди значно менші за яйцеклітини, у них немає запасу поживних речовин. У більшості тварин сперматозоїди мають джгутики і здатні до активного руху (мал. 236, 2).

Формуються статеві клітини у статевих залозах: чоловічих – сім’яниках, і жіночих – яєчниках. Особин, у яких закладаються сім’яники, називають самцями, а особин, у яких розвиваються яєчники, – самками. Такі організми належать до роздільностатевих. Це переважна більшість членистоногих, молюсків, хордових тварин.

Мал. 236. Будова гaмет ссавців: 1 – яйцеклітина, оточена кількома оболонками; 2 – сперматозоїд із джгутиком

Серед багатоклітинних тварин трапляються види, у яких розвиток чоловічих і жіночих статевих залоз можливий в одній особині. Таких тварин називають гермафродитами.

У певних видів гермафродитів одночасно закладаються обидва типи статевих залоз, зле функціонує в даний момент лите один: спочатку організм функціонує як особина жіночої статі, а через деякий час – чоловічої (деякі види креветок, риби-чистильники, деякі види жаб тощо).

У чому полягає біологічне значення гермафродитизму? У гермафродитних організмів підвищується ймовірність залишити нащадків, зменшуються витрати енергії на пошуки партнера для розмноження. Тому гермафродитизм часто трапляється серед тварин, які ведуть прикріплений або малорухливий спосіб життя, глибоководних видів (певні види ракоподібних, риб, двостулкових молюсків тощо), а також паразитів.

ЩО ТАКЕ ЗАПЛІДНЕННЯ? ЯКІ Є ФОРМИ ЗАПЛІДНЕННЯ?

Запліднення – це процес злиття чоловічої і жіночої статевих клітин з утворенням заплідненої яйцеклітини (зиготи), з якої розвивається новий організм. Процес запліднення стимулює подальший поділ яйцеклітини й розвиток нового організму.

Запліднення у тварин може бути зовнішнім і внутрішнім. За зовнішнього запліднення жіноча й чоловіча статеві клітини зливаються поза органами статевої системи самки або гермафродитного організму. Такий тип запліднення найчастіше характерний для мешканців водойм (багатощетинкові черви, двостулкові молюски, річкові раки, більшість кісткових риб та амфібій (мал. 237)), а також деяких наземних тварин (наприклад, дощових черв’яків).

У багатьох видів тварин (кісткових риб, земноводних тощо) зовнішньому заплідненню передує особлива шлюбна поведінка. Це, наприклад, будова гнізда самцем риби гірчака, “спів” у жаб тощо.

Внутрішнє запліднення відбувається в органах статевої системи самки. Такий тип запліднення притаманний більшості наземних тварин (черевоногі молюски, комахи, плазуни, птахи, ссавці), а також деяким мешканцям водойм (наприклад, хрящовим рибам). У такий спосіб статеві клітини, насамперед чоловічі, уникають негативного впливу умов довкілля, наприклад пересихання. Внутрішнє запліднення часто забезпечують особливі органи парування, за допомогою яких самці переносять статеві клітини до статевих отворів самки. В акул, наприклад, цю роль виконують внутрішні потовщені промені черевних плавців. Внутрішнє запліднення, яке виникло у процесі еволюції тваринного світу пізніше, ніж зовнішнє, виявилося більш ефективним і тому закріпилося в багатьох групах тварин.

Особливими формами статевого розмноження тварин є партеногенез і поліембріонія. Партеногенез – явище розвитку нового організму з незаплідненої яйцеклітини. Є організми, у яких партеногенез – єдиний спосіб розмноження (деякі види комах – паличники, дибка степова). В інших тварин (рачки-артемії, сріблястий карась, ящірки) існують групи, які складаються із самців і самок, а також лише із самок, здатних до партеногенезу.

Мал. 237. Зовнішнє запліднення риб (1) і жаб (2)

Завдяки партеногенезу як за нестатевого розмноження, підвищується ймовірність залишити нащадків видам, особини яких опинилися ізольованими від інших.

Поліембріонія – процес розвитку кількох зародків з однієї заплідненої яйцеклітини (зиготи). При цьому зигота починає ділитись, але в певний момент розпадається на окремі клітини. Згодом з кожної такої клітини розвивається самостійний організм. Організми, які виникають за допомогою поліембріонії, називають однояйцевими близнятами. Усі вони однієї статі та мають однаковий набір спадкової інформації. Поліембріонія поширена серед різних груп тварин.

Біологічний словничок: регенерація, роздільностатевість, запліднення зовнішнє та внутрішнє, гермафродити.

УЗАГАЛЬНЕННЯ ЗНАНЬ

У різних груп багатоклітинних тварин, переважно безхребетних, спостерігають вегетативне розмноження за допомогою брунькування, поділу або фрагментації. Процес вегетативного розмноження грунтується на здатності до регенерації.

Статеве розмноження може супроводжуватись зовнішнім чи внутрішнім заплідненням.

У разі нестатевого розмноження батьківський організм передає нащадкам свої ознаки в повному обсязі, у разі статевого – нащадки успадковують частину ознак від материнського організму, частину – від батьківського.

Зовнішнє запліднення відбувається поза органами жіночої статевої системи. Воно здебільшого притаманне мешканцям водойм. Внутрішнє запліднення відбувається в органах жіночої статевої системи. Воно здебільшого притаманне мешканцям суходолу.

ПЕРЕВІРТЕ ЗДОБУТІ ЗНАННЯ

1. У чому сутність вегетативного розмноження у тварин? 2. Які форми вегетативного розмноження у тварин? 3. Що таке регенерація? Яке її значення в житті тварин? 4. Що таке запліднення? Які його форми відомі у тварин? 5. Яких тварин називають роздільностатевими, а яких – гермафродитами?

ДЛЯ ДОПИТЛИВИХ І КМІТЛИВИХ

1. Порівняйте особливості розмноження амфібій і рептилій. Які особливості рептилій дозволили їм розмножуватись виключно на суходолі?

2. Спробуйте обгрунтувати переваги й недоліки зовнішнього запліднення у водному середовищі.

Цікаво!

– Серед хордових тварин вегетативне розмноження трапляється рідко. На малюнку 238 зображено хордову тварину асцидію. Дорослі форми цих тварин зазвичай ведуть сидячий спосіб життя. Тіло асцидій має мішкоподібне тіло з двома отворами-сифонами. оскільки вони фільтратори, як і двостулкові молюски. Крім статевого розмноження (ці тварини – гермафродити), можливе й брунькування. При цьому на черевному боці материнської особини утворюється вигин, куди входять внутрішні органи. Далі поодинокі бруньки відокремлюються, а деякі залишаються.